JPH06317741A - Range finder - Google Patents

Range finder

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Publication number
JPH06317741A
JPH06317741A JP10691693A JP10691693A JPH06317741A JP H06317741 A JPH06317741 A JP H06317741A JP 10691693 A JP10691693 A JP 10691693A JP 10691693 A JP10691693 A JP 10691693A JP H06317741 A JPH06317741 A JP H06317741A
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JP
Japan
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light
distance
distance measuring
radar
screen
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10691693A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Nonaka
修 野中
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP10691693A priority Critical patent/JPH06317741A/en
Publication of JPH06317741A publication Critical patent/JPH06317741A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a range finder capable of measuring distances of many points in a photographyic screen with high accuracy and having a wide distance measuring range by combinig plural distance measuring systems. CONSTITUTION:Autofocusing(AF) methods of a trigonometrical survey system and a radar system are combined, a light-speed (radar) range finder 2 using the radar system having good resistance to the looseness between light projecting and receiving elements moves a changing part 4 for distance measuring position by controlling an arithmetical control part (CPU) 1, scans a screen and measures the distance of plural points on the screen. The trigonometrical survey device 3 capable of distance measurement to a near distance is fixed and measures the distance on the middle of the screen on which the probability of existence of the object at a near distance is large. This range finder focuses the photographic lens by a focusing part 5 by using the result obtained by means of the light-speed range finder 2 and the trigonometrical survey device 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、カメラの測距装置に係
り、特に三角測距方及びレーダー方式を併用した測距方
式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distance measuring device for a camera, and more particularly to a distance measuring method using both a triangular distance measuring method and a radar method.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にカメラの測距装置は、大別して、
被写体に対してカメラから信号を投射し、その反射信号
を利用するアクティブ方式と、被写体の輝度分布情報を
利用するパッシブ方式との2つが利用されている。この
うち光信号を利用したアクティブ方式においては、反射
光の強さを利用する光量判定方式と、反射光の入射位置
を利用する三角測距方式と、さらに、投光タイミングと
受光タイミングから、光のスピードを利用して測距を行
なうレーダー方式の3つに分類される。
2. Description of the Related Art Generally, camera distance measuring devices are roughly classified into
Two methods are used: an active method in which a signal is projected from a camera to a subject and the reflected signal is used, and a passive method in which the luminance distribution information of the subject is used. Among them, in the active method using an optical signal, a light quantity determination method that uses the intensity of reflected light, a triangulation distance measurement method that uses the incident position of reflected light, and It is classified into three types of radar systems that measure distance using the speed of.

【0003】またカメラに搭載され,中抜け等を防止し
た高精度な測距装置として、画面内の複数のポイントが
測距できるタイプ(マルチAF)が採用されている。ア
クティブ方式で、このマルチAFを行なうと、複数の測
距ポイントに、測距用光を投光する必要があるが、例え
ば、特開昭58−201015号公報に記載されている
ように、測距位置に対応する数だけの投光素子を用意
し、順次これを投光し、三角測距方式にて測距していく
方式が知られている。
Further, as a high-precision distance measuring device mounted on a camera and capable of preventing a hollow or the like, a type (multi-AF) capable of measuring a distance at a plurality of points on a screen is adopted. When this multi-AF is performed by the active method, it is necessary to project the distance measuring light to a plurality of distance measuring points. For example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 58-201015, A method is known in which as many light emitting elements as the number corresponding to the distance position are prepared, the light emitting elements are sequentially projected, and the distance is measured by a triangular distance measuring method.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
なマルチ方式では、測距ポイントが離散的になる上、素
子数が増加し、コスト高になるという欠点があった。ま
た、1つの投光素子を可動にして、これを動かしながら
測距していくことも可能だが、三角測距方式では、投受
光素子間の位置精度バラつきが、そのまま測距誤差とな
るため、高精度のAFは期待できなかった。
However, the above-mentioned multi-system has the drawback that the distance measuring points are discrete, the number of elements increases, and the cost increases. It is also possible to move one light emitting element and measure the distance while moving it. However, in the triangular distance measuring method, the positional accuracy variation between the light emitting and receiving elements directly causes the distance measuring error. High-precision AF could not be expected.

【0005】さらに前記光量判定方式は、被写体の反射
率に依存、つまり被写体が白い服を着ているか、黒い服
を着ているかで、測距結果が変化してしまうため、高精
度な測距には利用されにくかった。
Further, the above-described light amount determination method depends on the reflectance of the subject, that is, the result of distance measurement changes depending on whether the subject is wearing white clothes or black clothes, so that the distance measurement with high accuracy is achieved. It was hard to use it.

【0006】また、レーダーAFは、往復する光のスピ
ードを利用するため、素子のガタには強いものの、近距
離の測距が苦手であり、回路の応答遅れ等の補償も困難
なため、カメラのAFには利用されていなかった。
Further, the radar AF uses the speed of light traveling back and forth, so it is strong against rattling of the element, but it is not good at distance measurement at a short distance, and it is difficult to compensate for the response delay of the circuit. Was not used for AF.

【0007】従って、三角測距方式やレーダー方式は、
1つの方式により、すべての撮影条件を満足させること
はできず、いろいろな欠点があった。そこで本発明は、
複数の測距方式を組み合わせて、撮影画面内の多くのポ
イントを高精度で測距でき、測距レンジも広い、測距装
置を提供することを目的とする。
Therefore, the triangulation method and the radar method are
All of the shooting conditions cannot be satisfied by one method, and there are various drawbacks. Therefore, the present invention is
An object of the present invention is to provide a distance measuring device that can combine a plurality of distance measuring methods to measure many points in a shooting screen with high accuracy and has a wide distance measuring range.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、対象物に対して光を投射する投光手段と、
前記対象物からの反射光を受光する受光手段と、前記反
射光の、前記受光手段への入射位置を検出する位置検出
手段と、前記反射光の、前記受光手段への入射タイミン
グを検出するタイミング検出手段と、前記位置検出手段
とタイミング検出手段との少なくとも一方の出力によ
り、前記対象物までの距離を求める演算手段とで構成さ
れた測距装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a light projecting means for projecting light onto an object,
Light receiving means for receiving the reflected light from the object, position detecting means for detecting the incident position of the reflected light on the light receiving means, and timing for detecting the incident timing of the reflected light on the light receiving means There is provided a distance measuring device including a detection means and a calculation means for obtaining a distance to the object by the output of at least one of the position detection means and the timing detection means.

【0009】また、対象物に対して光を投射する第1及
び第2の投光手段と、前記第1及び第2の投光手段から
前記対象物に投射された光の反射光を受光する受光手段
と、前記第1投光手段から投射された光の反射光の、前
記受光手段への入射位置を検出する位置検出手段と、前
記第2投光手段から投射された光の反射光の、前記受光
手段への入射タイミングを検出するタイミング検出手段
と、前記位置検出手段とタイミング検出手段との少なく
とも一方の出力により、前記対象物までの距離を求める
演算手段とで構成された測距装置を提供する。
Further, first and second light projecting means for projecting light onto the object, and reflected light of the light projected onto the object from the first and second light projecting means are received. Light receiving means, position detecting means for detecting the incident position of the reflected light of the light projected from the first light projecting means on the light receiving means, and reflected light of the light projected from the second light projecting means. A distance measuring device comprising a timing detecting means for detecting an incident timing to the light receiving means, and a computing means for obtaining a distance to the object by an output of at least one of the position detecting means and the timing detecting means. I will provide a.

【0010】[0010]

【作用】以上のような構成の測距装置は、三角測距方式
と光速(レーダー)方式の測距を組み合わせたものであ
り、同一のポイントを三角測距とレーダー測距とで測距
し、応答遅れ(ΔTt +ΔTj )の補正演算を行う。さ
らに光速測距の投光位置をかえて、画面周辺のレーダー
測距を行い、周辺の被写体を投受光回路の応答遅れΔT
t 、ΔTj に依存することなく測距される。またカメラ
で実際にピント合せする距離は、中央,周辺の測距結果
s 、Lp のうち至近のデータが選択され、この至近デ
ータに基づき、ピント合せが行なわれる。
[Function] The distance measuring device having the above-mentioned structure is a combination of the triangulation type and the speed of light (radar) type, and the same point is measured by the triangulation type and the radar type. , And correction calculation of response delay (ΔT t + ΔT j ). Furthermore, changing the projection position of the speed-of-light distance measurement, the radar distance measurement around the screen is performed, and the response delay ΔT of the peripheral object is detected for the peripheral object.
The distance is measured without depending on t and ΔT j . As for the distance actually focused by the camera, the closest data is selected from the distance measurement results L s and L p in the center and the periphery, and focusing is performed based on this closest data.

【0011】[0011]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。まず、図1には、本発明の測距装置の概要
を示し説明する。この測距装置は、三角測距方式とレー
ダー方式のオートフォーカス(AF)を組み合わせたも
のであり、投受光素子間のガタに強いレーダー方式を用
いた光速(レーダー)測距装置2は、演算制御部(CP
U)1の制御により測距位置変更部4を可動して、画面
内をスキャン画面内の複数のポイントを測距する。ま
た、近距離まで測距が可能な三角測距装置3は固定さ
れ、近距離の被写体が存在する確率が高い画面内中央を
測距する。そしてこれらの光速測距装置2及び三角測距
装置3により得られた結果により、ピント合わせ部5で
図示しない撮影レンズを合焦させる。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows an outline of the distance measuring apparatus of the present invention, which will be described. This distance measuring device is a combination of a triangulation distance measuring system and a radar type autofocus (AF), and a light velocity (radar) distance measuring device 2 using a radar system that is strong against rattling between light emitting and receiving elements Control unit (CP
The distance measuring position changing unit 4 is moved under the control of (U) 1 to measure a plurality of points within the scan screen within the screen. Further, the triangulation distance measuring device 3 capable of measuring a distance up to a short distance is fixed, and the distance is measured in the center of the screen where there is a high probability that a subject at a short distance exists. Then, based on the results obtained by the light speed distance measuring device 2 and the triangulation distance measuring device 3, a focusing lens 5 focuses an unillustrated photographing lens.

【0012】ここで図2を参照して、三角測距装置にお
いて、素子間のガタに弱い理由を説明する。この三角測
距装置は、ドライバ12が赤外発光ダイオード(IRE
D)11を発光させ、投光レンズ10から被写体16に
向かって集光させた赤外信号光を投光する。そして前記
被写体16からの反射信号光が、受光レンズ13で集光
され、光位置検出素子(PSD)14上に導かれる。
Now, with reference to FIG. 2, the reason why the triangular distance measuring device is vulnerable to play between elements will be described. In this triangulation device, the driver 12 has an infrared light emitting diode (IRE).
D) 11 is caused to emit light, and the infrared signal light focused from the light projecting lens 10 toward the subject 16 is projected. Then, the reflected signal light from the subject 16 is condensed by the light receiving lens 13 and guided to the light position detecting element (PSD) 14.

【0013】このPSD14は、光の入射位置xによ
り、i1 ,i2 の2つの出力電流を出力する半導体素子
である。前記出力電流i1 、i2 は光の入射位置xと図
中の参照符号により次のように表される。
The PSD 14 is a semiconductor device that outputs two output currents i 1 and i 2 depending on the incident position x of light. The output currents i 1 and i 2 are represented as follows by the incident position x of light and the reference numeral in the figure.

【0014】[0014]

【数1】 [Equation 1]

【0015】この光の入射位置xは、三角測距の原理よ
り、投受光レンズ10,13の主点間距離(基像長)s
と、受光レンズの焦点距離f、被写体距離Lとの間に次
の関係を満たす。
The incident position x of this light is the distance (base image length) s between the principal points of the light emitting / receiving lenses 10 and 13 according to the principle of triangulation.
And the focal length f of the light receiving lens and the subject distance L satisfy the following relationship.

【0016】[0016]

【数2】 このような(1)式、(2)式より、距離の逆数1/L
は、
[Equation 2] From the expressions (1) and (2), the reciprocal of the distance 1 / L
Is

【0017】[0017]

【数3】 となる。カメラの撮影レンズのピント合せ量kは、この
逆数1/Lに比例する。
[Equation 3] Becomes The focusing amount k of the taking lens of the camera is proportional to the reciprocal 1 / L.

【0018】そして、投受光レンズの焦点距離が等しけ
れば、投光位置は図示するようにΔxだけずれると、信
号光入射位置xがx+Δxとなるので、被写体距離はL
ではなく、16aの被写体までの距離Laと誤って判定
されてしまう。よって、
If the focal lengths of the light projecting and receiving lenses are equal, if the light projecting position shifts by Δx as shown in the figure, the signal light incident position x becomes x + Δx, and the object distance is L.
Instead, it is erroneously determined as the distance La to the subject 16a. Therefore,

【0019】[0019]

【数4】 となるから、誤差Δ1/Lは、[Equation 4] Therefore, the error Δ1 / L is

【0020】[0020]

【数5】 となる。s=45mm、f=16mmとする時、Δxが
10μmであっても、
[Equation 5] Becomes When s = 45 mm and f = 16 mm, even if Δx is 10 μm,

【0021】[0021]

【数6】 となる。正しい距離Lが10mとすると、[Equation 6] Becomes If the correct distance L is 10m,

【0022】[0022]

【数7】 となり、1.2mもの誤差となってしまうことがわか
る。
[Equation 7] It can be seen that the error is as much as 1.2 m.

【0023】以上説明したように、図2に示すように構
成された三角測距装置においては、投受光素子間のわず
かな位置誤差が大きな測距誤差となる。なお、AFIC
15は、PSD14の出力電流i1 ,i2 をアナログ演
算する回路である。
As described above, in the triangulation distance measuring device constructed as shown in FIG. 2, a slight positional error between the light emitting and receiving elements causes a large distance measuring error. AFIC
Reference numeral 15 is a circuit for performing an analog operation on the output currents i 1 and i 2 of the PSD 14.

【0024】次に図3を参照して、レーダー方式の光速
測距装置について説明する。この光速測距装置におい
て、ドライバ21に駆動されるIRED19から測距用
光が発光されて投光レンズ17で集光され、被写体16
に向かって測距用光を投光する。前記被写体16からの
反射信号光は、受光レンズ18で集光され、センサ20
に導かれる。そして増幅器23にて増幅した後、波形整
形器24により信号光入射タイミングを示すパルスV
OUT に変換される。前記ドライバ21は、パルス発生器
22により発光タイミングを制御される。
Next, with reference to FIG. 3, a radar-type speed-of-light distance measuring device will be described. In this speed-of-light distance measuring device, the distance measuring light is emitted from the IRED 19 driven by the driver 21 and condensed by the light projecting lens 17, and the subject 16
The distance measuring light is projected toward. The signal light reflected from the subject 16 is collected by the light receiving lens 18, and the sensor 20
Be led to. Then, after being amplified by the amplifier 23, a pulse V indicating a signal light incident timing is generated by the waveform shaper 24.
Converted to OUT . The light emission timing of the driver 21 is controlled by the pulse generator 22.

【0025】そして図3(b)に示すようなパルスV
OUT と測距用光PGとの時間差ΔTを、時間差計測器2
5で計測すれば、光のスピードcを利用した光速測距が
可能となる。理想的には、ΔTと光速c、距離Lの間に
は、次の関係が成立する。
Then, the pulse V as shown in FIG.
The time difference ΔT between OUT and the distance measuring light PG is calculated by the time difference measuring device 2
If the measurement is performed at 5, it is possible to measure the speed of light using the speed c of light. Ideally, the following relationship holds between ΔT, the speed of light c, and the distance L.

【0026】[0026]

【数8】 [Equation 8]

【0027】しかし、実際には、ドライバやIREDの
発光までの投光の応答遅れΔTt 、また、センサ,アン
プ等の受光の応答遅れΔTj があるため、(5)式は次
のようになる。
However, in reality, since there is a response delay ΔT t of light emission until the driver or IRED emits light, and a response delay ΔT j of light reception of the sensor, the amplifier, etc., the equation (5) is as follows. Become.

【0028】[0028]

【数9】 [Equation 9]

【0029】例えば、10cmの分解能を必要とする場
合に、判別往復時間は、c=3×108 m/s より、2L
/c=0.7nsec となるが、これら回路の応答遅れ
は、10n〜100nsec オーダーである。しかし温度
等の環境変化によって、0.1nsec オーダーの誤差は
すぐに生じてしまい、これが測距誤差となってしまう。
前述したように、カメラの撮影レンズのピント合せ用く
り出し位置は、1/Lに比例する。従って、仮に10c
mの分解能でも、被写体までの距離が1mである場合に
は、
For example, when a resolution of 10 cm is required, the judgment round trip time is 2 L from c = 3 × 10 8 m / s.
/C=0.7 nsec, but the response delay of these circuits is on the order of 10 n to 100 nsec. However, due to environmental changes such as temperature, an error on the order of 0.1 nsec will occur immediately, and this will result in an error in distance measurement.
As described above, the focusing position of the taking lens of the camera is proportional to 1 / L. Therefore, if 10c
Even with a resolution of m, if the distance to the subject is 1 m,

【0030】[0030]

【数10】 という、(4)´式に示した三角測距の誤差以上の値に
なってしまう。しかし被写体までの距離が、10mであ
る場合には、
[Equation 10] That is, the value becomes larger than the error of the triangulation shown in the equation (4) ′. However, if the distance to the subject is 10 m,

【0031】[0031]

【数11】 となり、(4)´式に示した三角測距の誤差の1/10
のオーダーの精度となる。従って、同じ距離分解能のレ
ーダー測距では、近距離の精度は、遠距離の精度に比べ
大幅に劣化する。
[Equation 11] Therefore, 1/10 of the error of triangulation shown in equation (4) '
It becomes the order accuracy. Therefore, in radar ranging with the same range resolution, the accuracy of short range is significantly deteriorated as compared with the accuracy of long range.

【0032】しかし、図3及び(5)式により明らかな
ように、投受光レンズ間の距離や各素子の位置について
のパラメータは、測距演算上考える必要はなく、三角測
距と違って、投光素子を可動にした時の位置の誤差には
強い測距装置であることがわかる。
However, as is clear from FIG. 3 and the equation (5), the parameters for the distance between the light emitting and receiving lenses and the position of each element do not need to be considered in the distance measurement calculation. It can be seen that the distance measuring device is strong against a positional error when the light projecting element is made movable.

【0033】また、投受光レンズ間の基線長を必要とし
ないので、図4(b)のようにユニット2全体をスキャ
ンして、マルチAFを行うにも、図4(a)の三角測距
の場合と比べ有利となる。
Further, since the baseline length between the light emitting and receiving lenses is not required, even if the entire unit 2 is scanned and multi-AF is performed as shown in FIG. 4B, the triangular distance measurement shown in FIG. It is more advantageous than the case.

【0034】また図4(c)に示すように、投光素子だ
けスキャンし各ポイントの測距を行うとしても、素子の
ガタが精度劣化につながらないので、三角測距の場合よ
り有利となる。但し、(6)式で説明したように、ΔT
t 、ΔTj の問題が大きく、従来、カメラにレーダー測
距を応用した例はなかった。
Further, as shown in FIG. 4C, even if only the light projecting element is scanned to measure the distance at each point, the rattling of the element does not lead to deterioration in accuracy, which is more advantageous than the case of the triangular distance measuring. However, as described in the equation (6), ΔT
The problems of t and ΔT j are large, and there has been no example of applying radar ranging to a camera.

【0035】本実施例は、同一のポイントを、三角測距
とレーダー測距とで測距し、(ΔTt +ΔTj )の補正
演算するようにして、この問題を解決した。即ち本実施
例は、図1(b)のフローチャートに示すように、ま
ず、撮影する画面中央部を三角測距で測距しLsとする
(ステップS1)。次に、同じ中央の測距ポイントをレ
ーダー測距にて測距しΔTs を求める(ステップS
2)。これを(6)式で演算すると、
This embodiment solves this problem by measuring the same point by triangulation and radar distance measurement, and performing a correction calculation of (ΔT t + ΔT j ). That is, in the present embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 1B, first, the central portion of the screen to be photographed is measured by triangulation to obtain Ls (step S1). Next, the same central distance measuring point is measured by radar distance measurement to obtain ΔT s (step S
2). When this is calculated by equation (6),

【0036】[0036]

【数12】 となる。[Equation 12] Becomes

【0037】次に、図1(a)に示した測距位置変更部
4によって、光速(レーダー)測距装置2の投光位置を
かえて、画面周辺のレーダー測距を行い、ΔTp を求め
る(ステップS3)。そして(7)式による次式によ
り、被写体距離が求められる(ステップS4)。
Next, the distance measuring position changing unit 4 shown in FIG. 1 (a) changes the light projection position of the speed-of-light (radar) distance measuring device 2 to perform radar distance measurement around the screen to obtain ΔT p . Obtain (step S3). Then, the subject distance is obtained by the following equation based on the equation (7) (step S4).

【0038】[0038]

【数13】 [Equation 13]

【0039】このようにして、周辺の被写体を投受光回
路の応答遅れΔTt 、ΔTj に依存することなく測距す
ることが可能となる。またカメラで、実際にピント合せ
する距離としては、中央,周辺の測距結果Ls 、Lp
うち至近のデータを選択すればよく、これをLmin とす
る(ステップS5)。このLmin に基づき、ピント合せ
部5を用いてピント合せを行なう(ステップS6)。
In this way, it becomes possible to measure the distance to the surrounding subject without depending on the response delays ΔT t and ΔT j of the light emitting and receiving circuit. Further, as the distance to be actually focused by the camera, the closest data may be selected from the distance measurement results L s and L p in the center and the periphery, and this is set to L min (step S5). Based on this L min , the focusing section 5 is used for focusing (step S6).

【0040】このように構成された測距装置は、周辺を
測距するために投光素子をスキャンして投受光素子間に
ガタを生じても、反射光の入射位置ではなく、光のスピ
ードを利用しているので、精度変化を起こすことはな
い。
In the distance measuring device constructed as described above, even if the light emitting element is scanned to measure the surrounding area and backlash occurs between the light emitting and receiving elements, the speed of the light is not reflected but the incident position of the reflected light. Since it uses, there is no change in accuracy.

【0041】また、マクロ撮影と呼ばれる近距離の撮影
シーンでは、主要被写体の画面中央部での存在確率は、
ほぼ100%に近くなるが、中央の測距は三角測距して
行うため、前述したように、近距離測距に弱いレーダー
測距の測距値を採用して、マクロ撮影時のピントが甘く
なるようなことはない。
In a short-distance shooting scene called macro shooting, the existence probability of the main subject at the center of the screen is
Although it is close to 100%, the distance measurement at the center is performed by triangulation. Therefore, as mentioned above, the distance measurement value of radar distance measurement, which is weak for short distance measurement, is used to focus on macro photography. It doesn't get sweet.

【0042】次に図5には本発明の第1実施例としての
概略的なブロック構成を示し説明する。この測距装置
は、装置全体を制御するCPUと、光速(レーダー)測
距部と、三角測距部とに大別される。
Next, FIG. 5 shows a schematic block configuration as a first embodiment of the present invention and will be described. This distance measuring device is roughly classified into a CPU that controls the entire device, a light velocity (radar) distance measuring unit, and a triangular distance measuring unit.

【0043】前記レーダー測距部は、測距用光が発光す
るIRED103と、IRED103を駆動させるドラ
イバA102と、発光された測距用光を集光する投光レ
ンズ104と、被写体にからの反射光から被写体までの
測距を行うレーダーAF113とで構成される。
The radar range finding unit emits the range finding light, the IRED 103, the driver A 102 for driving the IRED 103, the light projecting lens 104 for collecting the emitted range finding light, and the reflection from the subject. The radar AF 113 measures the distance from the light to the subject.

【0044】前記三角測距部は、赤外光等を発光する投
光素子107と駆動するドライバB106と、投光レン
ズ108と、受光レンズ109と、受光素子111と、
該受光素子111で得られた電流値から被写体位置を特
定する演算を行うプリアンプ部110と比演算部112
とで構成される。
The triangular distance measuring section includes a light projecting element 107 for emitting infrared light and the like, a driver B106 for driving the same, a light projecting lens 108, a light receiving lens 109, and a light receiving element 111.
A preamplifier section 110 and a ratio calculation section 112 which perform calculation for specifying the subject position from the current value obtained by the light receiving element 111.
Composed of and.

【0045】具体的には、図6に示すような構成の測距
装置になる。この測距装置において、三角測距用の投受
光レンズ10,13、及び投受光素子11、14は、図
2の構成部材に対応する。
Specifically, the distance measuring device has a structure as shown in FIG. In this distance measuring apparatus, the light emitting / receiving lenses 10 and 13 and the light emitting / receiving elements 11 and 14 for triangulation correspond to the components shown in FIG.

【0046】前記投光素子(IRED)11は、ドライ
バB12により駆動される。また、受光素子(PSD)
14は、その出力電流がプリアンプ39、40で増幅さ
れ、(1)式で説明したi1 /(i1 +i2 )の演算を
行うための比演算回路41に入力される。
The light projecting element (IRED) 11 is driven by a driver B12. Also, a light receiving element (PSD)
The output current of the amplifier 14 is amplified by the preamplifiers 39 and 40, and is input to the ratio calculation circuit 41 for calculating i 1 / (i 1 + i 2 ) described in the equation (1).

【0047】また、ドライバA21によって駆動される
IRED19から発光したレーダー測距用光は、投光レ
ンズ17を介して被写体16に投光される。その被写体
16で反射した測距用光(反射光)は、受光レンズ18
で集光されて受光素子20に入射する。前記受光素子2
0には、高速応答で内部増倍機能を持つシリコンアバラ
ンシェダイオード(A.P.D)を用いる。前記A.
P.Dは、一般的に100V以上のバイアスを必要とす
るので、カメラの電池電源で動かせるように、専用の昇
圧回路36を設けている。
The radar distance measuring light emitted from the IRED 19 driven by the driver A 21 is projected onto the subject 16 via the light projecting lens 17. The distance measuring light (reflected light) reflected by the subject 16 is received by the light receiving lens 18
The light is collected by and is incident on the light receiving element 20. The light receiving element 2
For 0, a silicon avalanche diode (APD) having a high-speed response and an internal multiplication function is used. The A.
P. Since D generally requires a bias of 100 V or more, a dedicated booster circuit 36 is provided so that it can be operated by the battery power source of the camera.

【0048】前記A.P.D20の出力は、アンプ23
で増幅され、狭帯域フィルタ(B.P.F)37及びコ
ンパレータ38からなる波形整形回路24に入力され
る。その出力がドライバA21の駆動タイミングを決め
るパルス発生回路22の出力と、時間差計測回路25に
て比較される。
The above A. P. The output of D20 is the amplifier 23
And is input to a waveform shaping circuit 24 including a narrow band filter (BPF) 37 and a comparator 38. The output is compared with the output of the pulse generating circuit 22 which determines the drive timing of the driver A21 in the time difference measuring circuit 25.

【0049】この時間差計測回路25としては、TMC
1004(高エネルギー物理学研究所の開発した1nse
c 以下の精度でパルス間隔を測定できるLSI)等を応
用してもよく、また図9に示すような回路を用いてもよ
い。この光速測距用の投光素子19は、可動部材33に
固定されており、この可動部材33は、モータ30と送
りネジ32によりレール31に沿って平行に移動できる
ようになっている。その移動位置は、初期位置を検出す
るスイッチ34と、モータの回転数によって、CPU1
が検出できるようになっている。
As the time difference measuring circuit 25, TMC is used.
1004 (1nse developed by Institute of High Energy Physics
c) An LSI or the like capable of measuring the pulse interval with the following accuracy may be applied, or a circuit as shown in FIG. 9 may be used. The light-speed distance measuring light-projecting element 19 is fixed to a movable member 33, and the movable member 33 can be moved in parallel along a rail 31 by a motor 30 and a feed screw 32. The moving position is determined by the switch 34 for detecting the initial position and the rotation speed of the motor.
Can be detected.

【0050】このような構成により、三角測距部は、信
号光入射位置より中央1点の測距ができ、光速測距部は
反射光の入射タイミングより、測距ポイントを変えなが
らの測距が可能となる。
With such a configuration, the triangular distance measuring unit can measure one central point from the signal light incident position, and the light speed distance measuring unit changes the distance measuring point from the incident timing of the reflected light. Is possible.

【0051】そして受光素子20は、投光素子が移動し
ても、その反射光を受光できるように面積の広いものを
用いてもよいし、投光素子19と同じように動かしても
よい。これらの制御は、演算制御回路(CPU)1が行
う。このようにして得られた測距結果から、CPU1
は、主要被写体までの距離値を検出し、ピント合せ部5
によってピント合せを行う。
The light receiving element 20 may have a large area so that the reflected light can be received even if the light projecting element is moved, or the light receiving element 20 may be moved similarly to the light projecting element 19. The arithmetic control circuit (CPU) 1 performs these controls. From the distance measurement results thus obtained, the CPU 1
Detects the distance value to the main subject, and the focusing unit 5
Focus with.

【0052】図7(b)は、図6の測距装置をカメラに
内蔵した例である。カメラボディ50正面の縦方向に、
投受光レンズ10、13、17、18を配置する。この
カメラにおいて、撮影レンズ51と、ファインダ対物窓
52と、レリーズボタン53とが設けられている。従っ
て、図7(a)に示すようにファインダ画面54の中を
投光スポットが、IRED19の動きに従って、横方向
にスキャンされる。
FIG. 7B shows an example in which the distance measuring device of FIG. 6 is built in a camera. In the vertical direction on the front of the camera body 50,
The light emitting / receiving lenses 10, 13, 17, and 18 are arranged. In this camera, a taking lens 51, a viewfinder objective window 52, and a release button 53 are provided. Therefore, as shown in FIG. 7A, the light projection spot is scanned in the lateral direction in the finder screen 54 according to the movement of the IRED 19.

【0053】ここで、図6に示した三角測距用の比演算
回路を図8にて詳しく説明する。この比演算回路におい
てPSD14の出力電流i1 、i2 は、プリアンプ3
9、40によって増幅され、圧縮ダイオード60,61
に流される。この圧縮電圧は、バッファ62、63によ
って、エミッタ共通の差動回路等からなる伸張積分回路
に入力される。そして定電流I0 を流すスイッチング機
能を持つ定電流源66と、トランジスタ65のコレクタ
電流をix を積分する積分コンデンサ67が設けられて
いる。そしてダイオード60、61と、NPNトランジ
スタ64、65がペア性を持つとき、i1 、i2 とi
x 、I0 の関係は、
Now, the ratio calculation circuit for triangulation shown in FIG. 6 will be described in detail with reference to FIG. In this ratio calculation circuit, the output currents i 1 and i 2 of the PSD 14 are
Amplification by 9, 40 and compression diodes 60, 61
Be washed away. The compressed voltage is input by the buffers 62 and 63 to an expansion integration circuit composed of a differential circuit having a common emitter. Further, a constant current source 66 having a switching function of flowing a constant current I 0 and an integrating capacitor 67 for integrating the collector current of the transistor 65 with i x are provided. When the diodes 60 and 61 and the NPN transistors 64 and 65 have a pair property, i 1 , i 2 and i
The relationship between x and I 0 is

【0054】[0054]

【数14】 となる。[Equation 14] Becomes

【0055】前記IRED14の発光に先立って、オン
からオフとなるスイッチ68と、IREDの発光に同期
して、オンされる電流源66は、タイミング回路69に
よって制御される。このためIRED14の発光後、積
分cの両端には、Vcc基準で、(9)式のix に比例
した電圧VOUT1が生じる。
Prior to the light emission of the IRED 14, the switch 68 which is turned on and off and the current source 66 which is turned on in synchronization with the light emission of the IRED are controlled by a timing circuit 69. Therefore, after the light emission of the IRED 14, a voltage V OUT1 proportional to i x in the equation (9) is generated at both ends of the integral c with reference to Vcc.

【0056】[0056]

【数15】 [Equation 15]

【0057】そしてCPU1は、内蔵するA/Dコンバ
ータで電圧VOUT1を読み込み、(9)´式及び(3)式
から、被写体距離Lを算出する。図6に示した光速測距
回路のより詳しい回路の一例を図9(a)に示す。
Then, the CPU 1 reads the voltage V OUT1 with the built-in A / D converter and calculates the subject distance L from the equations (9) ′ and (3). FIG. 9A shows an example of a more detailed circuit of the light speed distance measuring circuit shown in FIG.

【0058】この光速測距回路はAPD20、プリアン
プ23、B.P.F37及び、コンパレータ38とで構
成される。従って、IRED(図示せず)を駆動するタ
イミングを決めるパルス発生回路22の出力PLと、コ
ンパレータ38の出力COMPは、光の往復による遅
れ、投受光の回路の応答遅れによって、図9(b)に示
すように、時間遅れΔTを生じる。
This light speed distance measuring circuit includes an APD 20, a preamplifier 23, a B.D. P. It is composed of an F37 and a comparator 38. Therefore, the output PL of the pulse generation circuit 22 and the output COMP of the comparator 38, which determine the timing of driving the IRED (not shown), are delayed by the round trip of light and the response delay of the circuit for projecting and receiving light. As shown in, a time delay ΔT occurs.

【0059】この時間遅れΔTに相当するパルスはイン
バータ70、AMDゲート71等からなるロジックによ
り生成され、このパルスΔTによって所定回数m、定電
流源72をオン/オフすれば、積分c73には、図9
(b)のように、ΔTに比例した電圧出力VOUT2が生じ
る。
A pulse corresponding to this time delay ΔT is generated by a logic composed of an inverter 70, an AMD gate 71, etc. If the constant current source 72 is turned on / off a predetermined number of times m by this pulse ΔT, the integral c73 has Figure 9
As shown in (b), a voltage output V OUT2 proportional to ΔT is generated.

【0060】 VOUT2=m・ΔT・A2 …(10) 但し、A2 :比例定数とする。 この積分cも、IRED発光に先立って、オン/オフす
るが、この制御はタイミング回路75により行われる。
V OUT2 = m · ΔT · A 2 (10) where A 2 is a proportional constant. This integration c is also turned on / off prior to IRED emission, but this control is performed by the timing circuit 75.

【0061】前記電圧出力VOUT2は、CPU1が図8に
示す三角測距回路と同様に、内蔵のA/Dコンバータに
入力させる。そしてCPU1は、この電圧出力VOUT2
らパルスΔTを求め、(5)〜(8)式で説明したよう
に、被写体距離Lを求める。
The voltage output V OUT2 is input to the built-in A / D converter by the CPU 1 as in the triangular distance measuring circuit shown in FIG. Then, the CPU 1 obtains the pulse ΔT from the voltage output V OUT2 , and obtains the subject distance L as described in the equations (5) to (8).

【0062】なお、以上説明したコンデンサ67,73
や、スイッチ68,74は図14のようにすれば、共通
利用が可能である。以上説明したような測距装置を、図
10に示すフローチャートで制御すれば、画面内の多く
のポイントを高精度で測距でき、測距レンジも広い、新
しい測距装置を提供することができる。
The capacitors 67 and 73 described above are used.
Alternatively, the switches 68 and 74 can be commonly used as shown in FIG. By controlling the distance measuring device as described above with the flowchart shown in FIG. 10, it is possible to provide a new distance measuring device that can measure many points on the screen with high accuracy and has a wide distance measuring range. .

【0063】まず、IRED19の位置をリセットする
(ステップS11)。次にモータ30を逆転し、初期位
置検出スイッチ34がオンする所で停止させる。そし
て、例えばモータの回転数のように測距ポイントを表す
変数nをリセットし(ステップS112)、IRED1
9を発光させ、図9で説明した光速測距回路の出力VOU
T2を検出し、これをVOUT2n とする(ステップS1
3)。
First, the position of the IRED 19 is reset (step S11). Next, the motor 30 is rotated in the reverse direction and stopped when the initial position detection switch 34 is turned on. Then, the variable n representing the distance measuring point such as the number of rotations of the motor is reset (step S112), and IRED1 is set.
9 is emitted, and the output V OU of the speed-of-light distance measuring circuit described in FIG.
T2 is detected and set as V OUT2n (step S1)
3).

【0064】次に、nが最大値Nになったか否か判定し
(ステップS14)、Nに達していなければ(NO)、
nが中央の測距を行うためのIRED19の位置n=c
と等しいかどうかを判定する(ステップS15)。前記
IRED19がn=cの時(YES)、IRED11を
発光し、三角測距装置による出力VOUT1を検出する(ス
テップS16)。
Next, it is judged whether or not n has reached the maximum value N (step S14), and if it has not reached N (NO),
n is the position of the IRED 19 for performing distance measurement in the center n = c
Is determined (step S15). When the IRED 19 is n = c (YES), the IRED 11 emits light and the output V OUT1 from the triangulation device is detected (step S16).

【0065】前記ステップS15でIRED19がn=
cでない時(NO)、IRED19を所定量移動させる
ために、モータ30を所定量回転させた後(ステップS
17)、nをインクリメントし(ステップS18)、ス
テップS13に戻る。
In step S15, the IRED 19 sets n =
If not c (NO), the motor 30 is rotated by a predetermined amount in order to move the IRED 19 by a predetermined amount (step S
17), n is incremented (step S18), and the process returns to step S13.

【0066】また前記ステップS14で、所定の移動量
だけIRED19が移動したことが判定されるまで、図
7(a)に示したようなIREDのスキャン、測距がく
り返される。
Further, in step S14, the IRED scanning and distance measurement as shown in FIG. 7A are repeated until it is determined that the IRED 19 has moved by the predetermined movement amount.

【0067】そして、ステップS14でnが最大値Nに
なった場合に(YES)、得られたVOUT21 〜VOUT2N
のうち、最も出力された頻度の高い値を選択し、これを
xとする(ステップS19)。
[0067] Then, (YES) when n becomes the maximum value N in step S14, the resulting V OUT21 ~V OUT2N
Of these, the value with the highest output frequency is selected, and this is set as V x (step S19).

【0068】そして最も頻度の高い値、つまり、最も多
く検出された距離にピントを合わせれば、画面内のかな
りの部分にピントを合わせることができる。但し、風景
の中に1人人物が立っているようなシーンでは、風景に
ピントが合ってしまうので、所定距離以遠は無視するよ
うにする。このVx 、及びVOUT2c から、(10)式に
よってΔTが求められる。画面中央測距時に得られたV
OUT2c より、得られたΔTをΔTs とし、Vx から(1
0)式で得られたΔTをΔTp とし、さらに、S15に
て三角測距の原理で得られた結果VOUT1から(9)´及
び(3)式にて演算した中央の被写体距離LをLs とし
て、(8)式を用いれば、被写体距離Lp が求められ
る。
By focusing on the most frequent value, that is, the distance detected most, it is possible to focus on a considerable part of the screen. However, in a scene in which one person is standing in the landscape, the landscape is in focus, so the distance beyond the predetermined distance is ignored. From this V x and V OUT2c , ΔT can be calculated by the equation (10). V obtained when measuring the center of the screen
From OUT2c , the obtained ΔT is ΔT s, and from V x , (1
The ΔT obtained by the equation (0) is set as ΔT p, and the central object distance L calculated by the equation (9) ′ and the equation (3) from the result V OUT1 obtained by the principle of triangulation in S15. If the equation (8) is used as L s , the subject distance L p can be obtained.

【0069】この被写体距離Lp に撮影レンズのピント
を合わせれば(ステップS21)、本実施例の測距装置
の撮影シーケンスが終了する。本実施例では、ステップ
S19〜S21にて、最も高い頻度で検出される距離値
にピント合せしたが、図1(b)のように最も近い距離
のものにピントを合わせてもよい。以上のシーケンスは
CPU1によって演算制御される。
When the photographic lens is focused on this subject distance L p (step S21), the photographic sequence of the distance measuring apparatus of this embodiment ends. In this embodiment, in steps S19 to S21, the distance value detected with the highest frequency is focused, but the closest distance value may be focused as shown in FIG. The above sequence is arithmetically controlled by the CPU 1.

【0070】次に図11には、本発明による第2実施例
としての測距装置の動作を示すフローチャートを示し説
明する。前述したように、光速測距はカメラ用の近距離
の測距が好適しない。
Next, FIG. 11 shows a flow chart showing the operation of the distance measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention. As described above, short-distance measurement for a camera is not suitable for the speed of light measurement.

【0071】この第2実施例は、被写体が近距離で画面
中央に存在する場合には、その被写体が主要被写体の確
率が高い、という理由から、中央測距用の三角測距結果
が、所定距離より近い時、光速測距による周辺測距を行
わず、中央三角測距の結果に従ってピント合せを行う、
タイムラグが対策された測距装置である。
In the second embodiment, when the subject is present in the center of the screen at a short distance, the probability that the subject is the main subject is high. When the distance is shorter than the distance, the peripheral distance measurement by the speed of light is not performed, and the focus is adjusted according to the result of the central triangular distance measurement.
It is a distance measuring device with a countermeasure against time lag.

【0072】まず、前記画面中央部三角測距を行うため
にIRED11を発光させ、図8で説明した出力VOUT1
をCPU1に入力する(ステップS31)。次に、CP
U1によって、前記出力VOUT1より(9)´、(3)式
を用いて、中央の被写体距離Lc を演算する(ステップ
S32)。
First, the IRED 11 is caused to emit light in order to perform the triangulation in the central portion of the screen, and the output V OUT1 described with reference to FIG. 8 is output.
Is input to the CPU 1 (step S31). Next, CP
The U1 calculates the subject distance L c at the center from the output V OUT1 by using the equations (9) ′ and (3) (step S32).

【0073】そして、中央被写体距離Lc が1mより近
いか遠いかを判定する(ステップS33)。この判定で
被写体が1mより中央被写体距離Lc が近い時には(Y
ES)、中央被写体距離Lc にピント合せを行ない終了
する(ステップS34)。この場合には、他のステップ
に移行せず、タイムラグが短くてすむ。
Then, it is determined whether the central object distance L c is closer or farther than 1 m (step S33). When the subject is closer to the central subject distance L c than 1 m in this determination (Y
ES) and focus on the central object distance L c , and the process ends (step S34). In this case, the time lag can be short without shifting to other steps.

【0074】しかしステップS33の判定で、中央被写
体距離Lc が1m以遠と判定された時(NO)、図10
のフローチャートと同様に、IRED19の位置をリセ
ットし(ステップS35)、IRED19の位置を示す
変数nをリセットする(ステップS36)。次にIRE
D19を発光させ、光速測距回路の出力VOUT2を検出
し、これをVOUT2n とする(ステップS37)。
However, when it is determined in step S33 that the central object distance L c is 1 m or more (NO), the process shown in FIG.
Similar to the flowchart of (1), the position of the IRED 19 is reset (step S35), and the variable n indicating the position of the IRED 19 is reset (step S36). Then IRE
D19 is caused to emit light, the output V OUT2 of the speed-of-light distance measuring circuit is detected, and this is set as V OUT2n (step S37).

【0075】次に、nが最大値Nになったか否か判定し
(ステップS38)、Nに達していなければ(NO)、
IRED19を所定量移動させるために、モータ30を
所定量回転させた後(ステップS43)、nをインクリ
メントし(ステップS44)、ステップS37に戻る。
Next, it is judged whether or not n has reached the maximum value N (step S38), and if it has not reached N (NO),
In order to move the IRED 19 by a predetermined amount, the motor 30 is rotated by a predetermined amount (step S43), n is incremented (step S44), and the process returns to step S37.

【0076】また前記ステップS14で、所定の移動量
だけIRED19が移動したことが判定されるまで、図
7(a)に示したようなIREDのスキャン、測距がく
り返され、画面内の複数の所定ポイントの測距を行なわ
れる。
Further, in step S14, until it is determined that the IRED 19 has moved by the predetermined movement amount, the IRED scanning and distance measurement as shown in FIG. The distance is measured at a predetermined point.

【0077】そして前記ステップS38の判定により、
nが最大値Nになった場合に(YES)、まず、得られ
たVOUT21 〜VOUT2N のうち、VOUT2R 以上の測定値を
無効にし(ステップS39)、その結果得られたV
OUT21 〜VOUT2N のうち、最も出力された頻度の高い値
を選択し、これをVx とする(ステップS40)。図1
0と同様に、VOUT1,VOUT2c ,Vx から被写体距離L
p を求め(ステップS41)、この被写体距離Lp に撮
影レンズのピントを合わせて(ステップS42)、本実
施例の測距装置の撮影シーケンスを終了する。
Then, according to the determination in step S38,
When n reaches the maximum value N (YES), first, of the obtained V OUT21 to V OUT2N , the measured value of V OUT2R or more is invalidated (step S39), and the resulting V is obtained.
Of OUT21 to V OUT2N , the most frequently output value is selected, and this is set as V x (step S40). Figure 1
Similar to 0, the subject distance L from V OUT1 , V OUT2c , V x
p is calculated (step S41), the photographing lens is focused on this subject distance L p (step S42), and the photographing sequence of the distance measuring apparatus of the present embodiment ends.

【0078】次に図12には、本発明による第3実施例
として測距装置の構成を示し説明する。この第3実施例
は、図6に示した測距装置のように、4つの投受光レン
ズを必要とせず、受光素子を共通使用としたものであ
る。但し、この受光素子85、86をPSDで構成する
と、高速応答が困難になるため、図13に示すように、
電気的に分離された2つの受光面を持つPINフォトダ
イオード等を用いて、図13に示すように、反射信号光
スポット90が両方の素子にまたがって入射するように
配置して利用する。
Next, FIG. 12 shows the structure of a distance measuring device as a third embodiment of the present invention, and will be described. In the third embodiment, unlike the distance measuring device shown in FIG. 6, four light emitting and receiving lenses are not required, and the light receiving element is used in common. However, if the light receiving elements 85 and 86 are made of PSD, high-speed response becomes difficult. Therefore, as shown in FIG.
As shown in FIG. 13, a PIN photodiode or the like having two light-receiving surfaces that are electrically separated is used so that the reflected signal light spot 90 is incident on both elements.

【0079】この測距装置は、基線長方向に対し、この
2つの素子の境界は垂直に配置されており、三角測距の
原理に従って、距離に応じてスポット90が基線長方向
に移動するため、両センサの出力の比率より、被写体距
離を求めることができる。
In this distance measuring device, the boundary between these two elements is arranged perpendicularly to the base line length direction, and the spot 90 moves in the base line length direction according to the distance according to the principle of triangulation. , The subject distance can be obtained from the ratio of the outputs of both sensors.

【0080】また投光側は、投光レンズを共用するため
に、ミラー82を利用し、可動のIRED19の光像は
反射されて、被写体に投光される。また、ミラー82の
中央部に窓が設けられ、ここから三角測距用のIRED
11が発光するように構成している。
On the light projecting side, the mirror 82 is used to share the light projecting lens, and the light image of the movable IRED 19 is reflected and projected onto the subject. In addition, a window is provided in the center of the mirror 82, from which an IRED for triangulation is provided.
11 is configured to emit light.

【0081】これらの出力電流はプリアンプ83、84
にて増幅され、プリアンプ出力は加算回路87で加算さ
れ、図6と同様に、波形整形回路24を経て、時間差計
測回路25に入力される。また同様に、プリアンプ8
3、84の出力の比を求めれば、前述したように、三角
測距が可能なので、プリアンプの出力は比演算回路41
に入力され、比演算回路41からの出力がCPU1に入
力される。
These output currents are supplied to the preamplifiers 83 and 84.
6, the preamplifier output is added by the adder circuit 87, and is input to the time difference measuring circuit 25 via the waveform shaping circuit 24 as in FIG. Similarly, the preamplifier 8
If the ratio of the outputs of 3 and 84 is obtained, as described above, the triangulation can be performed. Therefore, the output of the preamplifier is the ratio calculation circuit 41.
And the output from the ratio calculation circuit 41 is input to the CPU 1.

【0082】そして各ポイントを測距するこれらの構成
の働きは、図6と同様であるが、この第3実施例では、
ズームレンズ付カメラを想定しており、ズーム位置(焦
点距離)情報出力部89によって、CPU1に対し、撮
影レンズ88のズーム位置情報を入力できるように構成
している。
The functions of these components for measuring the distance to each point are the same as those in FIG. 6, but in the third embodiment,
Assuming a camera with a zoom lens, the zoom position (focal length) information output unit 89 is configured so that the zoom position information of the taking lens 88 can be input to the CPU 1.

【0083】図15に示すフローチャートを参照して、
このように構成された測距装置の動作について説明す
る。まず、ズーム位置情報出力部89により、CPU1
が撮影時のレンズのズーム位置写しのズーム情報fL
検出する(ステップS51)。次にIRED11、2分
割センサ85、86の出力比を利用して、三角測距の原
理にて、画面内中央の被写体距離Lc を求める(ステッ
プS52)。
Referring to the flowchart shown in FIG. 15,
The operation of the distance measuring device thus configured will be described. First, the CPU 1 is controlled by the zoom position information output unit 89.
Detects the zoom information f L of the zoom position of the lens at the time of shooting (step S51). Then using the output ratio of IRED11,2 split sensors 85 and 86, in the principle of triangulation to determine the object distance L c of the screen in the center (step S52).

【0084】そして、前記被写体距離Lc に基づき、レ
ーダー測距を行うか否か判定し(ステップS53)、被
写体距離Lc が1mより近い距離では(YES)、分解
能が悪く、レーダー測距が好適しないと判定し、被写体
距離Lc にピント合せを行う(ステップS58)。この
ピント合せは、1m以近で中央に存在する被写体が主要
被写体である確率が高いため、実用上、ピンボケ写真が
増えることはない。
Then, based on the subject distance L c , it is determined whether or not radar range finding is to be performed (step S53). If the subject range L c is closer than 1 m (YES), the resolution is poor and radar range finding is difficult. It is determined that it is not suitable, and the subject distance L c is focused (step S58). In this focusing, the subject existing in the center at a distance of 1 m or less has a high probability of being the main subject, so that the number of out-of-focus photographs does not practically increase.

【0085】前記ステップS53の判定で、被写体距離
c が1mより遠い距離で(NO)、レーダー測距が選
択された場合に、ステップS51でCPU1が検出した
ズーム位置情報fL によって、撮影レンズの焦点距離
が、望遠レンズ側になっているかを判定する(ステップ
S54)。
When it is determined in step S53 that the object distance L c is longer than 1 m (NO) and radar distance measurement is selected, the zoom lens position information f L detected by the CPU 1 in step S51 causes It is determined whether the focal length of is on the side of the telephoto lens (step S54).

【0086】この判定で望遠側にある時(YES)、撮
影される画角が狭いので、むやみに画面周辺部を測距す
ると、誤測距になるおそれがあるので、ステップS58
に分岐し、画面中央部の測距値Lc に対してピント合せ
を行う。
If the result of this determination is on the telephoto side (YES), since the angle of view to be photographed is narrow, there is a danger of incorrect distance measurement if the distance is measured in the peripheral area of the screen unnecessarily, so step S58.
Branches to performs focusing distance measurement value L c of the center of the screen.

【0087】しかし、前記ステップS54の判定で広角
側にある時(NO)、IRED19、受光素子85,8
6、及び時間差計測器25等を用いて、レーダー測距に
よる画面内複数の領域を測距する多点AFを行う(ステ
ップS55)。
However, when the result of the determination in step S54 is on the wide angle side (NO), the IRED 19 and the light receiving elements 85 and 8 are provided.
6, and the time difference measuring device 25 and the like are used to perform multipoint AF for distance measurement of a plurality of areas in the screen by radar distance measurement (step S55).

【0088】次に、図10のフローチャートに示したス
テップS19,S20で説明したように、多点AFの結
果から、主要被写体距離Lp を選択する。そして、この
主要被写体距離Lp にピントを合せる(ステップS5
7)。
Next, as described in steps S19 and S20 shown in the flowchart of FIG. 10, the main subject distance L p is selected from the results of the multipoint AF. Then, the main subject distance L p is focused (step S5).
7).

【0089】この第3実施例では、このような動作によ
って、ズームレンズの望遠側においては、IRED19
のスキャンを伴う光速式AFが行なわれず、この分、タ
イムラグを短くすることができる。
In the third embodiment, by such an operation, the IRED 19 is provided on the telephoto side of the zoom lens.
Since the light-velocity AF accompanying the scan is not performed, the time lag can be shortened accordingly.

【0090】また、図6に示した第1実施例と異なり、
1対の投受光レンズで構成されるため、さらに小型化が
可能である。また、本実施例において、光速利用の測距
の方法として、図9(b)に示したパルス遅れ時間の測
距を行う回路例を前提に説明したが、高周波によって、
測距用光を変調、受光時にビートダウンして、その位相
遅れを測定する方式を代用してもよい。
Further, unlike the first embodiment shown in FIG. 6,
Since it is composed of a pair of light emitting and receiving lenses, further miniaturization is possible. Further, in the present embodiment, as the distance measuring method using the speed of light, the circuit example for measuring the pulse delay time shown in FIG.
A method of modulating the distance measuring light and beating it down when receiving light to measure the phase delay may be used instead.

【0091】次に図16には、本発明による第4実施例
としての測距装置の構成を示し説明する。この測距装置
は、前述した実施例ではレーダーAFをスキャンする構
成で説明したが、次のレーダーAFのメリットを利用し
た構成例である。
Next, FIG. 16 shows the structure of a distance measuring apparatus as a fourth embodiment according to the present invention, which will be described. Although this range finder has been described in the above-mentioned embodiment as a configuration for scanning the radar AF, it is an example of a configuration utilizing the merit of the next radar AF.

【0092】まず、レーダーAFは、三角測距のように
比演算を必要とせず、光が入射したタイミングだけを検
出すればよく、ノイズの影響を受けにくい。つまり、遠
距離までの測距に好適する。
First, the radar AF does not require a ratio calculation unlike the triangulation, and only needs to detect the timing at which light is incident, and is not easily affected by noise. That is, it is suitable for distance measurement up to a long distance.

【0093】この実施例は、投受光系を共通利用した、
多点タイプではない一例である。CPU1は、近距離時
には、三角測距の出力結果を採用し、遠距離時には、レ
ーダーAFの結果を採用する。
In this embodiment, the light emitting / receiving system is commonly used.
This is an example that is not a multi-point type. The CPU 1 adopts the output result of triangulation at a short distance and the result of the radar AF at a long distance.

【0094】以上のことから、本実施例の測距装置は、
近距離を三角測距方式で測距し、また、遠距離をレーダ
ー測距方式でビームを走査させて撮影画面内の複数のポ
イントを測距することにより、近距離から遠距離までの
高精度な測距が可能である。また本発明は、前述した実
施例に限定されるものではなく、他にも発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々の変形や応用が可能であることは勿
論である。
From the above, the distance measuring apparatus of this embodiment is
High accuracy from short distance to long distance by measuring distance at multiple points in the shooting screen by scanning distance at short distance by triangulation method and radar distance measurement at long distance It is possible to measure various distances. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications and applications can be made without departing from the scope of the invention.

【0095】[0095]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の測距方式を組み合わせて、撮影画面内の多くのポ
イントを高精度で測距でき、測距レンジも広い、測距装
置を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
By combining a plurality of distance measuring methods, it is possible to provide a distance measuring device capable of measuring many points in a shooting screen with high accuracy and having a wide distance measuring range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の測距装置の概略的な構成及び動作をを
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration and operation of a distance measuring device according to the present invention.

【図2】三角測距装置が素子間のガタに弱い理由を説明
するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the reason why the triangulation distance measuring device is weak against rattling between elements.

【図3】レーダー方式の光速測距装置について説明する
ための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a radar-type speed-of-light distance measuring device.

【図4】レーダー測距及び三角測距の投受光部を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing a light emitting / receiving unit for radar distance measurement and triangle distance measurement.

【図5】本発明の第1実施例としての概略的なブロック
構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic block configuration as a first embodiment of the present invention.

【図6】第1実施例を具体的に図6に示すような構成の
測距装置になる。
FIG. 6 is a distance measuring device having a configuration specifically shown in FIG. 6 according to the first embodiment.

【図7】図6に示した測距装置をカメラに内蔵した構成
例を示す図である。
7 is a diagram showing a configuration example in which the distance measuring device shown in FIG. 6 is built in a camera.

【図8】図6に示した三角測距用の比演算回路の構成例
を示す図である。
8 is a diagram showing a configuration example of a ratio calculation circuit for triangulation shown in FIG.

【図9】図6に示した光速測距回路の構成例及び各部材
の出力のタイミングチャートを示す図である。
9 is a diagram showing a configuration example of the speed-of-light distance measuring circuit shown in FIG. 6 and a timing chart of outputs of respective members.

【図10】図6に示した測距装置の動作を示すフローチ
ャートである。
10 is a flowchart showing an operation of the distance measuring device shown in FIG.

【図11】本発明の第2実施例としての測距装置の動作
を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the distance measuring apparatus as the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3実施例として測距装置の構成を
示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a distance measuring device as a third embodiment of the present invention.

【図13】第3実施例の測距装置に用いられる2つの受
光面を持つPINフォトダイオード等からなる受光部を
示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a light receiving portion including a PIN photodiode or the like having two light receiving surfaces used in the distance measuring apparatus of the third embodiment.

【図14】図6に示したタイミング回路の構成例を示す
図である。
14 is a diagram showing a configuration example of the timing circuit shown in FIG.

【図15】図12に示した第3実施例の測距装置の動作
を示すフローチャートである。
15 is a flowchart showing the operation of the distance measuring apparatus of the third embodiment shown in FIG.

【図16】本発明の第4実施例としての測距装置の構成
を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a distance measuring apparatus as a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101…演算制御部(CPU)、2…光速(レーダ
ー)測距装置、3…三角測距装置、4…測距位置変更
部、5…ピント合わせ部、10,17,104,108
…投光レンズ、11,103…赤外発光ダイオード(I
RED)、12,21…ドライバ、13,18,109
…受光レンズ、14…光位置検出素子(PSD)、15
…AFIC、16,16a…被写体、19…IRED、
20…センサ、22…パルス発生器(PG)、23…増
幅器、24…波形整形部、25…時間差計測器、102
…ドライバA、106…ドライバB、107…投光素
子、110…プリアンプ部、111…受光素子、112
…比演算部、113…レーダーAF。
1, 101 ... Arithmetic control unit (CPU), 2 ... Light velocity (radar) distance measuring device, 3 ... Triangular distance measuring device, 4 ... Distance measuring position changing unit, 5 ... Focus adjusting unit, 10, 17, 104, 108
... Projector lens, 11, 103 ... Infrared light emitting diode (I
RED), 12, 21 ... Driver, 13, 18, 109
... Light receiving lens, 14 ... Optical position detection element (PSD), 15
... AFIC, 16, 16a ... Subject, 19 ... IRED,
20 ... Sensor, 22 ... Pulse generator (PG), 23 ... Amplifier, 24 ... Waveform shaping section, 25 ... Time difference measuring instrument, 102
... driver A, 106 ... driver B, 107 ... light projecting element, 110 ... preamplifier section, 111 ... light receiving element, 112
… Ratio calculation part, 113… Radar AF.

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年7月28日[Submission date] July 28, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0022[Name of item to be corrected] 0022

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0022】[0022]

【数7】 となり、1.2mもの誤差となってしまうことがわか
る。
[Equation 7] It can be seen that the error is as much as 1.2 m.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0047[Correction target item name] 0047

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0047】また、ドライバA21によって駆動される
IRED19から発光したレーダー測距用光は、投光レ
ンズ17を介して被写体16に投光される。その被写体
16で反射した測距用光(反射光)は、受光レンズ18
で集光されて受光素子20に入射する。前記受光素子2
0には、高速応答で内部増倍機能を持つシリコンアバラ
ンシェダイオード(A.P.D)を用いる。前記A.
P.Dは、一般的に100V以上のバイアスを必要とす
るので、カメラの電池電源で動かせるように、専用の昇
圧回路36を設けている。これはストロボ内蔵カメラで
あればストロボ用昇圧回路を共用しても良い。
The radar distance measuring light emitted from the IRED 19 driven by the driver A 21 is projected onto the subject 16 via the light projecting lens 17. The distance measuring light (reflected light) reflected by the subject 16 is received by the light receiving lens 18
The light is collected by and is incident on the light receiving element 20. The light receiving element 2
For 0, a silicon avalanche diode (APD) having a high-speed response and an internal multiplication function is used. The A.
P. Since D generally requires a bias of 100 V or more, a dedicated booster circuit 36 is provided so that it can be operated by the battery power source of the camera. If this is a camera with a built-in flash, the booster circuit for the flash may be shared.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0056[Correction target item name] 0056

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0056】[0056]

【数15】 但し、A1 :比例定数[Equation 15] However, A 1 : proportional constant

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図14[Name of item to be corrected] Fig. 14

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図14】 FIG. 14

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01S 17/08 4240−5J G03B 13/36 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location G01S 17/08 4240-5J G03B 13/36

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物に対して光を投射する投光手段
と、 前記対象物からの反射光を受光する受光手段と、 前記反射光の、前記受光手段への入射位置を検出する位
置検出手段と、 前記反射光の、前記受光手段への入射タイミングを検出
するタイミング検出手段と、 前記位置検出手段とタイミング検出手段との少なくとも
一方の出力により、前記対象物までの距離を求める演算
手段と、 を具備することを特徴とする測距装置。
1. A light projecting means for projecting light onto an object, a light receiving means for receiving reflected light from the object, and a position detection for detecting an incident position of the reflected light on the light receiving means. Means, timing detecting means for detecting the incident timing of the reflected light on the light receiving means, and computing means for obtaining the distance to the object by the output of at least one of the position detecting means and the timing detecting means. A distance measuring device comprising:
【請求項2】 前記位置検出手段の出力により前記タイ
ミング検出手段の出力結果を補正することを特徴とす
る、請求項1に記載の測距装置。
2. The distance measuring apparatus according to claim 1, wherein the output result of the timing detecting means is corrected by the output of the position detecting means.
【請求項3】 前記位置検出手段の出力により前記タイ
ミング検出手段を制御することを特徴とする、請求項1
に記載の測距装置。
3. The timing detecting means is controlled by the output of the position detecting means.
Distance measuring device described in.
【請求項4】 対象物に対して光を投射する第1及び第
2の投光手段と、 前記第1及び第2の投光手段から前記対象物に投射され
た光の反射光を受光する受光手段と、 前記第1投光手段から投射された光の反射光の、前記受
光手段への入射位置を検出する位置検出手段と、 前記第2投光手段から投射された光の反射光の、前記受
光手段への入射タイミングを検出するタイミング検出手
段と、 前記位置検出手段とタイミング検出手段との少なくとも
一方の出力により、前記対象物までの距離を求める演算
手段と、 を具備することを特徴とする測距装置。
4. A first and second light projecting means for projecting light onto an object, and a reflected light of the light projected onto the object from the first and second light projecting means. Light receiving means, position detecting means for detecting the incident position of the reflected light of the light projected from the first light projecting means on the light receiving means, and reflected light of the light projected from the second light projecting means. A timing detecting means for detecting a timing of incidence on the light receiving means, and a computing means for obtaining a distance to the object by an output of at least one of the position detecting means and the timing detecting means. Distance measuring device.
【請求項5】 前記第2の投光手段は、前記対象物周辺
の所定の領域を走査しつつ前記光の投射を行なうことを
特徴とする、請求項4に記載の測距装置。
5. The distance measuring apparatus according to claim 4, wherein the second light projecting unit projects the light while scanning a predetermined area around the object.
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